CoO 反歧磁体中巨型轨道磁阻受动态轨道角动量相互作用的驱动
材料科学
2026-03-09 v1
摘要
近期预测的轨道电流效应远超自旋电流，引发了广泛关注。然而，巨型轨道电流的潜力尚未完全开发，原因在于目前的轨道电流需转换为自旋电流，才能与以自旋角动量为主导的常规磁性材料的静态磁化相互作用。本文通过采用以轨道角动量为主导的材料，展示了 CoO/Cu* 与常规 CoO/Pt 相比，轨道霍尔磁阻提升了百倍之多。这一现象被认定为由动态轨道角动量（即轨道电流）来自表面氧化的 Cu*，与构成反歧磁体绝缘体 CoO 磁矩的静态轨道角动量之间独特的相互作用所驱动。CoO 界面上轨道电流的独特散射机制导致 CoO/Cu* 与 CoO/Pt 之间的轨道磁阻出现符号反转。我们的结果表明，通过利用以轨道角动量为主导的材料如 CoO，我们能够实现以往在以自旋为主导的磁性材料中无法实现的巨型轨道电流效应，为基于轨道电子学的器件提供了前所未有的能源效率，适用于结合终极稳定性与太赫兹动态特性的反歧磁体操作。
引用
@article{arxiv.2603.06425,
title = {Giant orbital magnetoresistance in the antiferromagnet CoO driven by dynamic orbital angular momentum interaction},
author = {Christin Schmitt and Sachin Krishnia and Edgar Galindez-Ruales and Luca Micus and Takashi Kikkawa and Hiroki Arisawa and Marjana Lezaic and Duc Tran and Timo Kuschel and Jairo Sinova and Eiji Saitoh and Gerhard Jakob and Olena Gomonay and Yuriy Mokrousov and Mathias Kläui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.06425},
year = {2026}
}